[发明专利]基于虚拟现实技术的实验模拟系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟现实技术的实验模拟方法，所述方法包括：从场景数据库中选取、加载虚拟实验场景；所述用户包括学生和老师；所述虚拟实验场景包括：背景环境、学生操作区域和老师操作区域；所述学生操作区域、老师操作区域均配置有相应的实验道具；依据用户的身份信息，将用户的第一视角对应至相应的操作区域；获取老师的实验阶段切换指令，并依据实验阶段切换指令对虚拟实验场景内的实验道具的操作模式进行切换；在不同的实验阶段，获取相应用户的实验道具使用指令，根据实验道具使用指令确定相应的实验道具，并对虚拟实验场景的画面进行动态调整。本发明能够亲自使得学生能够真实体验实验的操作过程，且安全性高。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，更具体地说，它涉及一种基于虚拟现实技术的实验模拟系统及方法。

背景技术

实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。在物理、化学、生物、地理和自然常识等学科的教学中，实验是一种重要的方法。一般实验是在实验室、生物或农业实验园地进行的。有的实验也可以在教室里进行。

但是通常情况下，由于有些实验存在一定危险性，例如：镁燃烧实验等，若由学生亲自做，容易造成危险，故而，有些实验通常是由老师做实验演示给学生看，使得学生无法真实体验实验的操作过程。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于虚拟现实技术的实验模拟方法，能够亲自使得学生能够真实体验实验的操作过程，且安全性高。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于虚拟现实技术的实验模拟方法，所述方法包括：

从场景数据库中选取、加载虚拟实验场景；所述用户包括学生和老师；所述虚拟实验场景包括：背景环境、学生操作区域和老师操作区域；所述学生操作区域、老师操作区域均配置有相应的实验道具；

依据用户的身份信息，将用户的第一视角对应至相应的操作区域；

获取老师的实验阶段切换指令，并依据实验阶段切换指令对虚拟实验场景内的实验道具的操作模式进行切换；其中，当获取到演示指令时，屏蔽学生的实验道具使用指令，并将学生操作区域内的实验道具与老师操作区域内的实验道具进行被动关联；当获取到实践指令时，开放对学生的实验道具使用指令的响应，并解除所述被动关联的设置；

在不同的实验阶段，获取相应用户的实验道具使用指令，根据实验道具使用指令确定相应的实验道具，并对虚拟实验场景的画面进行动态调整。

通过以上技术方案：老师可在实验正式开始前，在虚拟实验场景中向各个学生进行演示，在演示过程中，学生无法对场景中的实验道具进行操作；当老师演示结束后，解除对学生的限制，进而学生可自由地对各自的操作区域捉的实验道具进行操作。

优选地，当用户为学生时，在根据实验道具使用指令确定相应的实验道具，并对虚拟实验场景的画面进行动态调整的过程中，所述方法还包括：

记录实验道具的使用数据，以此作为当前实验过程；

依据预设的正确实验过程对该学生的当前实验过程进行评判；其中，在该学生的当前实验过程中，若错误次数达到预设值，则在老师的第一视角中呈现相应的提醒信息。

通过以上技术方案：可对学生的实验过程进行实时监控。

优选地，所述方法还包括：

接收老师的巡检指令，并依据老师的巡检指令开启场景漫游模式，进而按照预设的漫游路径调整老师的第一视角中的画面；

其中，在所述漫游模式运行时，还接收老师的启/停指令，并依据该启/停指令控制漫游过程的暂停、继续。